JP2014132566A - プラズマ発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気と接触する部分にのみプラズマを発生させて不必要な部分での放電を無くし、オゾンの発生を抑制する。
【解決手段】流路Ｒを囲むように設けられた環状の低誘電体層２と、低誘電体層２を挟むとともに、流路Ｒを囲むように設けられた第１電極３及び第２電極４と、第１電極３又は第２電極４の少なくとも一方及び低誘電体層２の間において、流路Ｒを囲むように設けられた環状の高誘電体層とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマ発生装置に関するものである。

近年のアトピー、ぜんそく、アレルギー症状保有者の増大や新型インフルエンザの爆発流行などにみられる感染性のリスク増大などによって、殺菌や脱臭など生活環境の空気質制御ニーズが高まっている。また生活が豊かになるにつれて、保管食品の量の増大や食べ残し食品の保管機会が増加しており、冷蔵庫に代表される保管機器内の環境制御も重要性を増している。

そして、大気中にプラズマを発生させ、そこで生成される化学的活性種を利用して殺菌や脱臭を試みる手段が近年増えてきている。

大気中にプラズマを放電により発生させ、そこで生成されたイオンやラジカル（以下、活性種）によって殺菌や脱臭を行う技術は、次の２つの形式に分類できる。
（１）大気中に浮遊する菌やウィルス（以下、浮遊菌）、もしくは悪臭物質（以下、臭気）を装置内の限られた容積内で活性種と反応させる、いわゆる受動型のプラズマ発生装置（例えば、特許文献１）
（２）プラズマ発生部で生成された活性種を（１）よりも容積の大きな閉空間（例えば、居室、トイレ、乗用車の車内等）へ放出し、大気中での活性種と浮遊菌や臭気との衝突により反応させる、いわゆる能動型のプラズマ発生装置（例えば、特許文献２）

ところが、受動型のプラズマ発生装置では、当該装置に流入する空気流に含まれる浮遊菌や臭気に対してのみ効果が限定され、能動型のプラズマ発生装置では濃度の低い浮遊菌、付着菌、臭気に対しての効果しか期待できない。すなわち、従来技術を利用し実現できることは、「浮遊菌の殺菌と脱臭」、あるいは「濃度の低い浮遊菌、付着菌の殺菌および付着臭気の脱臭」のどちらかに限定されることになる。

ここで、上記の受動型及び能動型の両方を兼ね備えたプラズマ発生装置として、特許文献３に示すように、流体流通孔を有する２枚の導体基板を対向させるとともに、それら導体基板の対向面の少なくとも一方に誘電体膜を形成して、それら２枚の基板間に形成されるギャップにプラズマ放電を発生させるものが考えられている。

しかしながら、流体流通孔から離れたギャップ領域でプラズマ放電が発生してしまうため、そのギャップに滞留する空気中の酸素がオゾン化してしまい、オゾンの発生量が多くなってしまうという問題がある。

特開２００２−２２４２１１号公報 特開２００３−７９７１４号公報 特開２００７−２５０２８４号公報

そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、空気と接触する部分にのみプラズマを発生させて不必要な部分での放電を無くし、オゾンの発生を抑制することを所期課題とするものである。

すなわち本発明に係るプラズマ発生装置は、流路を囲むように設けられた環状の低誘電体層と、前記低誘電体層を挟むとともに、前記流路を囲むように設けられた第１電極及び第２電極と、前記第１電極又は前記第２電極の少なくとも一方及び前記低誘電体層の間において、前記流路を囲むように設けられた環状の高誘電体層とを備えることを特徴とする。

このようなものであれば、空気が流通する流路を囲むように環状の低誘電体層を設け、当該低誘電体層でプラズマを発生させる構成としているので、流通する空気と接触する部分にのみプラズマを発生させることができ、オゾンの発生を抑制することができる。また、不必要な部分にプラズマを生じさせないので、電力効率を向上させることができる。さらに、空気が流通する流路に臨む部分にのみプラズマを発生させる構成であり、空気とプラズマとを効率良く接触させることができ、脱臭、分解及び殺菌性能を向上させることができる。

具体的な実施の態様としては、前記流路を形成する流路形成孔が設けられた絶縁基板を有し、前記流路形成孔の内側周面に前記低誘電体層及び前記高誘電体層が設けられていることが望ましい。これならば、流路形成孔の内側周面に低誘電体層及び高誘電体層を形成するだけで良く、プラズマ発生装置の構成を簡単にすることができる。また、絶縁基板の厚さに依存することなく、プラズマを発生させることができ、設計自由度を増すことができる。このような構成により、第１電極及び第２電極に電圧を印加すると、電界は電気力線のほとんどが高誘電体層を通るように発生し、低誘電体層では流路の内側に電気力線が張り出すように電界が集中し、プラズマが発生しやすくなる。

前記絶縁基板における前記流路形成孔の一方の開口縁に環状の第１電極が設けられており、前記絶縁基板における前記流路形成孔の他方の開口縁に環状の第２電極が設けられていることが望ましい。ここで、第１電極及び第２電極の形状としては、流路形成孔の開口端縁から電極の径方向内側端までの距離が１μｍ〜５００μｍであり、導体層の幅が１０μｍ〜５０００μｍであり、抵抗率が１Ω（単位長さあたり）以上であることが望ましい。これならば、第１電極及び第２電極の面積を小さくすることができるので、電極の静電容量が小さくなり、電極に電圧を印加する駆動回路への負荷を小さくすることができる。これにより、前記絶縁基板を大面積化して、複数の流路形成孔を有する構成としつつ、電気容量の増加を抑制することができる。

前記流路形成孔の内側周面の略全面に設けられた高誘電体層に、周方向に沿って溝を形成することにより、前記低誘電体層が形成されていることが望ましい。これならば、例えば流路形成孔の内側周面に高誘電体層を形成した後に溝を形成するだけで構成することができ、プラズマ発生装置の構成を簡単にすることができる。

前記溝の断面形状が、矩形状、台形状、三角形状又は半円形状であることが考えられる。また、溝にプラズマを発生させるためには、高誘電体層の比誘電率が１０〜５０００、好ましくは１００〜３０００であり、高誘電体層の厚さが１μｍ〜５００μｍであり、溝の深さが１μｍ〜５００μｍであり、溝の幅が１μｍ〜５００μｍ、好ましくは１μｍ〜１００μｍであり、印加電圧が１００Ｖ〜５０００Ｖである。また、高誘電体層が溝により分割されている場合の高誘電体層の距離が１μｍ〜５００μｍ、好ましくは１μｍ〜１００μｍである。さらに、溝の断面形状が台形状又は三角形状の場合は、その開口角度が１０度〜６０度である。溝の断面形状が半円形状の場合は、その半径が１μｍ〜５００μｍである。

前記溝の内面に凹凸が形成されていることが望ましい。このとき、前記内面の凹凸は、Ｒｚ１０μｍ〜１００μｍ、Ｓｍ１０μｍ〜１００μｍ（線粗度で規定）とすることが望ましい。

前記流路形成孔の内側周面の略全面に設けられた高誘電体層に、周方向に沿って溝を形成し、当該溝に低誘電体材料を設けることにより、前記低誘電体層が形成されていることが望ましい。ここで、溝にプラズマを発生させるためには、高誘電体層の比誘電率が１００〜３０００であり、低誘電体層の比誘電率が１〜１０であることが望ましい。

前記第１電極又は前記第２電極の一方が、前記流路を形成する流路形成孔が設けられた導体基板からなり、前記導体基板の流路形成孔と連通するように、前記低誘電体層、高誘電体層及び前記第１電極又は前記第２電極の他方が設けられていることが望ましい。

また本発明に係るプラズマ発生装置は、低誘電体層と、前記低誘電体層を挟むように設けられた第１電極及び第２電極と、前記第１電極及び前記低誘電体層の間に設けられた第１高誘電体層と、前記第２電極及び前記低誘電体層の間に設けられた第２高誘電体層とを備え、前記第１高誘電体層及び前記第２高誘電体層の間にプラズマを発生させることを特徴とする。

このようなものであれば、低誘電体層を挟んで設けられた第１高誘電体層及び第２高誘電体層の間にプラズマを発生させる構成としているので、流通する空気と接触する部分にのみプラズマを発生させることができ、オゾンの発生を抑制することができる。また、不必要な部分にプラズマを生じさせないので、電力効率を向上させることができる。さらに、空気が流通する流路に臨む部分にのみプラズマを発生させる構成であり、空気とプラズマとを効率良く接触させることができ、脱臭、分解及び殺菌性能を向上させることができる。その上、第１高誘電体層及び第２高誘電体層の間にプラズマを発生させているので、電極同士の間にプラズマを発生させる場合及び電極及び高誘電体層の間にプラズマを発生させる場合に比べて、プラズマの発生領域を増大することができ、また、プラズマの発生効率を向上させることができ、脱臭、分解及び殺菌性能を向上させることができる。

具体的な実施の態様としては、前記低誘電体層が、低誘電体材料からなり、一方向に延びる側面を有する平板状をなすものであり、前記第１高誘電体層及び前記第２高誘電体層が、前記低誘電体層の前記側面を挟んで配置されており、前記低誘電体層の前記側面又はその近傍にプラズマを発生させることが望ましい。つまり、低誘電体層、第１高誘電体層、第２高誘電体層、第１電極及び第２電極を積層して構成される構造体の一側面において、当該構造体の一側面に、低誘電体層の側面、第１高誘電体層の側面及び第２高誘電体層の側面が露出し、前記低誘電体その側面を挟んで配置される第１高誘電体層の側面及び第２高誘電体層の側面の間にプラズマを発生させることが望ましい。

またプラズマ発生装置が、一方向に延伸する低誘電率材料からなる支持体を備え、前記第１高誘電体層が、前記支持体の延伸方向に沿った一方の対向面側に延伸方向に沿って形成されており、前記第２高誘電体層が、前記支持体の延伸方向に沿った他方の対向面側に延伸方向に沿って形成されており、前記低誘電体層が、前記第１高誘電体層における延伸方向に沿った端面及び前記第２高誘電体層における延伸方向に沿った端面の間に形成されていることが望ましい。

前記支持体に前記第１高誘電体層、前記第２高誘電体層、前記低誘電体層、前記第１電極及び前記第２電極を設けた線状構造体を複数備えていることが望ましい。これならば、細長い構造を活かして、大面積のプラズマ発生装置を構成することができる。

前記複数の線状構造体が編み込まれていることが望ましい。これならば、強度を上げることができる。

前記支持体に前記第１高誘電体層、前記第２高誘電体層、前記低誘電体層、前記第１電極及び前記第２電極を設けた線状構造体を備え、前記線状構造体が、湾曲又は屈曲させることにより所定領域に配置していることが望ましい。これならば、１本の線状構造体を用いて所定範囲において空気との接触面積を増大させることができるとともに、電気配線を簡単にすることができる。つまり、１本の線状構造体の一端部に駆動回路を接続するという極めて簡単な電気配線とすることができる。

さらに本発明に係るプラズマ発生装置は、一方向に延伸する絶縁部材と、前記絶縁部材の外面において延伸方向に沿って形成された低誘電体層と、前記低誘電体層を挟むとともに、延伸方向に沿って設けられた第１電極及び第２電極と、前記第１電極又は前記第２電極の少なくとも一方及び前記低誘電体層の間において、延伸方向に沿って設けられた高誘電体層とを備えることを特徴とする。

このようなものであれば、絶縁部材の外面に低誘電体層を形成して、当該低誘電体層でプラズマを発生させる構成としているので、外部の空気と接触する部分にのみプラズマを発生させることができ、オゾンの発生を抑制することができる。また、不必要な部分にプラズマを生じさせないので、電力効率を向上させることができる。さらに、外部の空気と接触する部分にのみプラズマを発生させる構成であり、空気とプラズマとを効率良く接触させることができ、脱臭、分解及び殺菌性能を向上させることができる。その上、プラズマ発生装置を線状のものとすることができ、圧力損失を大幅に低減することができる。

このように構成した本発明によれば、空気と接触する部分にのみプラズマを発生させて不必要な部分での放電を無くし、オゾンの発生を抑制することができる。

本実施形態に係るプラズマ発生装置の断面図。 同実施形態のプラズマ発生装置の構成を模式的に示す平面図。 変形実施形態に係るプラズマ発生装置の断面図。 変形実施形態に係るプラズマ発生装置の断面図。 変形実施形態に係るプラズマ発生装置の断面図。 変形実施形態に係るプラズマ発生装置の断面図。 変形実施形態に係るプラズマ発生装置の斜視図。 変形実施形態に係るプラズマ発生装置の断面図。 変形実施形態に係るプラズマ発生装置の斜視図。 変形実施形態に係るプラズマ発生装置の応用例を示す図。 変形実施形態に係るプラズマ発生装置の別の応用例を示す図。 送風手段を有するプラズマ発生装置を示す模式図。 変形実施形態に係るプラズマ発生装置の断面図及び側面図。 変形実施形態に係るプラズマ発生装置の断面図。

以下に本発明に係るプラズマ発生装置の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係るプラズマ発生装置１００は、図１に示すように、流路Ｒを囲むように設けられた環状の低誘電体層２と、この低誘電体層２を挟むとともに、流路Ｒを囲むように設けられた第１電極３及び第２電極４と、第１電極３及び低誘電体層２の間において、流路Ｒを囲むように設けられた環状の第１高誘電体層５と、第２電極４及び低誘電体層２の間において、流路Ｒを囲むように設けられた環状の第２高誘電体層６とを備えている。

具体的にこのプラズマ発生装置１００は、図２に示すように、前記流路Ｒを形成する複数の流路形成孔７１が形成された例えば矩形平板状をなす低誘電体材料からなる絶縁基板７を有しており、図１に示すように、この絶縁基板７に形成された流路形成孔７１の内側周面７１ａに、前記環状の低誘電体層２が形成され、当該低誘電体層２を挟んで前記第１高誘電体層５及び前記第２高誘電体層６が形成されている。

また、前記絶縁基板７における流路形成孔７１の一方の開口縁に環状の第１電極３が設けられており、絶縁基板７における流路形成孔７１の他方の開口縁に環状の第２電極４が設けられている。ここで、第１電極３は、前記第１高誘電体層５と接触して設けられており、第２電極４は、前記第２高誘電体層６と接触して設けられている。これら第１電極３及び第２電極４には駆動回路（不図示）が接続されており、この駆動回路によって、例えば、各電極３、４にパルス電圧が印加され、当該パルス電圧のピーク値を１００Ｖ以上５０００Ｖ以下の範囲内とし、且つパルス幅を０．１μ秒以上かつ３００μ秒以下の範囲内としている。

さらに本実施形態では、前記低誘電体層２は、流路形成孔７１の内側周面７１ａの略全体に設けられた高誘電体膜からなる高誘電体層に、周方向に沿って溝Ｍを形成することによって構成されている。つまり、本実施形態の低誘電体層２は、空気により構成される。図１における溝Ｍの断面形状は、三角形状であるが、その他、矩形状、台形状、又は半円形状であっても良い。また、低誘電体層２の流路に直交する方向（径方向）の厚みは、前記高誘電体層に形成された溝Ｍの深さ又は高誘電体層の径方向の厚みに一致する。

このように構成したプラズマ発生装置１００において、前記第１電極３及び前記第２電極４に電圧を印加すると、電界は電気力線のほとんどが第１高誘電体層５及び第２高誘電体層６を通るように発生し、低誘電体層２では流路Ｒの内側に電気力線が張り出すように電界が集中し、プラズマが発生しやすくなる。つまり、流路Ｒにはみ出すようにプラズマが発生する。

ここで、低誘電体層２での電界は、高誘電体層５、６の比誘電率、高誘電体層５、６の厚さ、溝Ｍの深さ、溝Ｍの幅、さらには印加される電圧によって決まる。例えば高誘電体層５、６の比誘電率が１０〜５０００、好ましくは１００〜３０００であり、高誘電体層５、６の厚さが１μｍ〜５００μｍであり、溝Ｍの深さが１μｍ〜５００μｍであり、溝Ｍの幅が１μｍ〜５００μｍ、好ましくは１μｍ〜１００μｍであり、印加電圧が１００Ｖ〜５０００Ｖである。また、溝Ｍの開口角度が１０度〜６０度である。

ここで、放電安定性の確保及び電圧印加時の安全性を考慮する場合、印加電圧は１０００Ｖ〜２０００Ｖとするのが好ましく、そのためには高誘電体層５、６の比誘電率を１００〜３０００の範囲内で設定することが好ましい。
高誘電体層５、６の厚さを２３０μｍ、低誘電体層２の厚さを５０μｍとした場合、プラズマを発生させるための高誘電体層５，６の比誘電率と印加電圧との関係はおおよそ下記の通りとなる。つまり、高誘電体層５、６の比誘電率を上記範囲内とすることで印加電圧を好ましい範囲内に制御できる。
比誘電率５０の場合、印加電圧３０００Ｖ以上
比誘電率１００の場合、印加電圧２０００Ｖ
比誘電率２０００の場合、印加電圧１１００Ｖ

このように構成した本実施形態のプラズマ発生装置１００によれば、空気が流通する流路Ｒを囲むように環状の低誘電体層２を設け、当該低誘電体層２でプラズマを発生させる構成としているので、流通する空気と接触する部分にのみプラズマを発生させることができ、オゾンの発生を抑制することができる。また、不必要な部分にプラズマを生じさせないので、電力効率を向上させることができる。さらに、空気が流通する流路Ｒに臨む部分にのみプラズマを発生させる構成であり、空気とプラズマとを効率良く接触させることができ、脱臭、分解及び殺菌性能を向上させることができる。

また、流路形成孔７１の内側周面７１ａに低誘電体層２及び高誘電体層５、６を形成するだけで良く、プラズマ発生装置１００の構成を簡単にすることができる。また、絶縁基板７の厚さに依存することなく、溝Ｍによって形成した低誘電体層２によってプラズマを発生させることができ、設計自由度を増すことができる。

さらに、絶縁基板７における流路形成孔７１の開口縁に環状の第１電極３及び第２電極４を設けているので、第１電極３及び第２電極４の面積を小さくすることができる。これにより、電極３、４の静電容量が小さくなり、電極３、４に電圧を印加する駆動回路への負荷を小さくすることができる。したがって、前記絶縁基板７を大面積化して、複数の流路形成孔７１を有する構成としつつ、電気容量の増加を抑制することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、図３に示すように、溝Ｍの内面に凹凸を形成しても良い。ここで、図３のように溝Ｍが絶縁基板７に到達して高誘電体層が第１高誘電体層５及び第２高誘電体層６に物理的に分離されている場合には、各高誘電体層５、６の対向面に凹凸が形成されることになる。このように溝Ｍの内面に凹凸を形成することによって、プラズマ発生電圧を低減することができる。なお、凹凸形状としては、溝Ｍの内面粗さを、Ｒｚ１０μｍ〜１００μｍ、Ｓｍ１０μｍ〜１００μｍ（線粗度で規定）とすることが考えられる。

また、図４に示すように、前記実施形態の低誘電体層２に低誘電体材料２１を充填しても良い。前記実施形態でいえば、流路形成孔７１の内側周面７１ａの略全面に設けられた高誘電体層５、６に、周方向に沿って溝Ｍを形成し、当該溝Ｍに低誘電体材料２１を設けることにより、前記低誘電体層２が形成することになる。この場合、高誘電体層５、６の比誘電率が１００〜３０００であり、低誘電体層（低誘電体材料）の比誘電率が１〜１０であることが望ましい。

さらに、図５に示すように、第１電極３が、流路Ｒを形成する流路形成孔３１が設けられた導体基板３０からなり、導体基板３０の流路形成孔３１と連通するように、低誘電体層である低誘電体材料２１、第１高誘電体層５、第２高誘電体層６及び第２電極４が設けられた構成としても良い。この場合、低誘電体材料２１、第１高誘電体層５及び第２高誘電体層６は、前記実施形態と同様に、絶縁基板７の流路形成孔７１の内側周面７１ａに設けられている。つまり、絶縁基板７の流路形成孔７１と導体基板３０の流路形成孔３１とが連通するように、絶縁基板７及び導体基板３０が積層されている。なお、第１電極３及び第２電極４を逆の構成として、第２電極４を流路形成孔を有する導体基板としても良い。その他、第１電極３及び第２電極４の両方を流路形成孔を有する導体基板としても良い。

その上、図６及び図７に示すように、一方向に延伸する低誘電率材料からなる支持体８と、支持体８の延伸方向に沿った一方の対向面側に延伸方向に沿って形成された第１高誘電体層５と、支持体８の延伸方向に沿った他方の対向面側に延伸方向に沿って形成された第２高誘電体層６と、第１高誘電体層５及び第２高誘電体層６の間に形成された低誘電体層２と、第１高誘電体層５に接触して設けられた第１電極３と、第２高誘電体層６に接触して設けられた第２電極４とを備えるものであっても良い。

ここで、支持体８は、例えば断面矩形状をなす棒状部材である。また、第１高誘電体層５、第２高誘電体層６及び低誘電体層２は、前記実施形態と同様に、高誘電体層に延伸方向に沿って溝Ｍを形成することによって構成することが考えられる。さらに、第１電極３及び第２電極４は、第１高誘電体層５及び第２高誘電体層６の外面に形成されている。なお、第１電極３及び第２電極４は、前記外面において全体に形成されても良いし、その一部に形成されても良い。その他、第１電極３及び第２電極４が、第１高誘電体層５及び第２高誘電体層６と支持体８との間に埋め込まれて形成されても良い。

加えて、図８及び図９に示すように、一方向に延伸する低誘電率材料からなる支持体８と、支持体８の延伸方向に沿った一方の対向面側に延伸方向に沿って形成された第１高誘電体層５と、支持体８の延伸方向に沿った他方の対向面側に延伸方向に沿って形成された第２高誘電体層６と、第１高誘電体層５及び第２高誘電体層６の間に形成された低誘電体層２と、第１高誘電体層５に接触して設けられた第１電極３と、第２高誘電体層６に接触して設けられた第２電極４とを備えるものであっても良い。

ここで、支持体８は、例えば断面円形状をなすガラスファイバーである。また、第１高誘電体層５、第２高誘電体層６及び低誘電体層２は、前記実施形態と同様に、高誘電体層に延伸方向に沿って溝Ｍを形成することによって構成することが考えられる。さらに、第１電極３及び第２電極４は、第１高誘電体層５及び第２高誘電体層６の内面に形成されている。

そして、プラズマ発生装置１００が、前記支持体８に前記第１高誘電体層５、前記第２高誘電体層６、前記低誘電体層２、前記第１電極３及び前記第２電極４を設けた線状構造体１０を複数有しており、図１０に示すように、例えば格子状に配置したり、メッシュ状に編み込んで構成しても良い。これならば、空気の流れを妨げることなく、圧力損失を大幅に低減して、空気との接触面積を増大させることができる。また、機械的強度を上げることもできる。

さらにその上、図１１に示すように、前記支持体８に前記第１高誘電体層５、前記第２高誘電体層６、前記低誘電体層２、前記第１電極３及び前記第２電極４を設けた線状構造体１０を、湾曲又は屈曲させることにより所定領域に配置することが考えられる。例えば、１本の線状構造体１０を、コイル状に変形するとともに、それを平面上に敷き詰めるように構成することが考えられる。この場合、線状構造体１０の一端部に駆動回路を接続することで、回路構成を極めて簡単にすることができる。

さらに加えて、図１２に示すように、流路Ｒに空気流を発生させる送風手段９を有するものであっても良い。この送風手段９は、例えば送風ファンであり、流路Ｒに空気流を発生させるものであれば、流路Ｒの前段又は後段の何れに配置されるものであっても良い。なお、このように構成したプラズマ発生装置１００の脱臭性能・殺菌性能は、空気流の風量、風速、駆動回路の電圧、交流周波数、プマズマ発生装置と付着菌との距離等に依存する。

また、本発明は、図１３に示すものであっても良い。図１３に示すプラズマ発生装置１００は、全体として平板形状をなすものであり、低誘電体層２と、低誘電体層２を挟むように設けられた第１電極３及び第２電極４と、第１電極３及び低誘電体層２の間に設けられた第１高誘電体層５と、第２電極４及び低誘電体層２の間に設けられた第２高誘電体層６とを備えている。

低誘電体層２は、ガラス等の低誘電体材料（比誘電率が１〜１０）からなり、一方向に延びる側面２ａ、２ｂを有する平板状をなすものである。また、低誘電体層の厚さは、１０μｍ〜１００μｍである。

第１高誘電体層５及び第２高誘電体層６は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）とガラスとの混合体等の高誘電体材料（比誘電率が１００〜３０００）からなり、前記側面２ａ、２ｂを挟んで両側に配置されている。また、各高誘電体層５、６の厚さは、１５０μｍ〜５００μｍである。

第１電極３は、第１高誘電体層５の外面に設けられ、例えば銀（Ａｇ）からなる金属層である。また、第２電極４は、第２高誘電体層６の外面に設けられ、例えば銀（Ａｇ）からなる金属層である。

このように構成されたプラズマ発生装置１００の両側面（図１３において左右側面）において、低誘電体層２の側面２ａ、２ｂと、第１高誘電体層５の側面５ａ、５ｂ及び第２高誘電体層６の側面６ａ、６ｂとは、略面一となる構成であり、ギャップが無い構成としてある。

そして、このプラズマ発生装置１００の第１電極３及び第２電極４に、前記実施形態と同様に、駆動回路（不図示）によって、例えば、各電極３、４にパルス電圧（ピーク値が１００Ｖ以上５０００Ｖ以下の範囲内、パルス幅が０．１μ秒以上かつ３００μ秒以下の範囲内）を印加すると、第１高誘電体層５の側面５ａ、５ｂ及び第２高誘電体層６の側面６ａ、６ｂ間、具体的には低誘電体層２の側面２ａ、２ｂはその近傍にプラズマが発生する。このプラズマ発生装置１００により発生するイオン数とオゾン濃度との比は、１７１［ｋ／ｃｍ^３・ｐｐｂ］（イオン数：１２００［ｋ／ｃｍ^３］、オゾン濃度：０．００７［ｐｐｍ］）であり、単位周長当たりのイオン数は、８０［ｋ／ｃｍ^３・ｍｍ］であった。

このようなプラズマ発生装置１００であれば、低誘電体層２を挟んで設けられた第１高誘電体層５及び第２高誘電体層６の間にプラズマを発生させる構成としているので、流通する空気と接触する部分にのみプラズマを発生させることができ、オゾンの発生を抑制することができる。また、不必要な部分にプラズマを生じさせないので、電力効率を向上させることができる。さらに、空気が流通する流路に臨む部分にのみプラズマを発生させる構成であり、空気とプラズマとを効率良く接触させることができ、脱臭、分解及び殺菌性能を向上させることができる。その上、第１高誘電体層５及び第２高誘電体層６の間にプラズマを発生させているので、電極同士の間にプラズマを発生させる場合及び電極及び高誘電体層の間にプラズマを発生させる場合に比べて、プラズマの発生領域を増大することができ、また、プラズマの発生効率を向上させることができ、脱臭、分解及び殺菌性能を向上させることができる。さらに、プラズマ発生装置１００により発生するイオン数とオゾン濃度との比、及び単位周長当たりのイオン数を増大させることができる。

また、図１４に示すように、低誘電体層２の側面２ａ、２ｂを、第１高誘電体層５の側面５ａ、５ｂ及び／又は第２高誘電体層６の側面６ａ、６ｂよりも内側に位置させて、プラズマ発生装置１００の側面に溝１００Ｍを形成しても良い。なお、低誘電体層２の側面２ａ、２ｂに溝を形成するものであっても良い。これならば、プラズマ発生装置１００により発生するイオン数とオゾン濃度との比、及び単位周長当たりのイオン数を増大させることができるとともに、駆動電圧を低くすることができる。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１００・・・プラズマ発生装置
Ｒ・・・流路
２・・・低誘電体層
３・・・第１電極
４・・・第２電極
５・・・第１高誘電体層
６・・・第２高誘電体層
７１・・・流路形成孔
７・・・絶縁基板
７１ａ・・・内側周面
Ｍ・・・溝
３１・・・流路形成孔
３０・・・導体基板
８・・・支持体
１０・・・線状構造体

Claims (15)

1. 流路を囲むように設けられた環状の低誘電体層と、
   前記低誘電体層を挟むとともに、前記流路を囲むように設けられた第１電極及び第２電極と、
   前記第１電極又は前記第２電極の少なくとも一方及び前記低誘電体層の間において、前記流路を囲むように設けられた環状の高誘電体層とを備えるプラズマ発生装置。
2. 前記流路を形成する流路形成孔が設けられた絶縁基板を有し、
   前記流路形成孔の内側周面に前記低誘電体層及び前記高誘電体層が設けられている請求項１記載のプラズマ発生装置。
3. 前記絶縁基板における前記流路形成孔の一方の開口縁に環状の第１電極が設けられており、
   前記絶縁基板における前記流路形成孔の他方の開口縁に環状の第２電極が設けられている請求項２記載のプラズマ発生装置。
4. 前記流路形成孔の内側周面の略全面に設けられた高誘電体層に、周方向に沿って溝を形成することにより、前記低誘電体層が形成されている請求項２又は３記載のプラズマ発生装置。
5. 前記流路形成孔の内側周面の略全面に設けられた高誘電体層に、周方向に沿って溝を形成し、当該溝に低誘電体材料を設けることにより、前記低誘電体層が形成されている請求項２又は３記載のプラズマ発生装置。
6. 前記溝の断面形状が、矩形状、台形状、三角形状又は半円形状である請求項４又は５記載のプラズマ発生装置。
7. 前記溝の内面に凹凸が形成されている請求項４乃至６の何れかに記載のプラズマ発生装置。
8. 前記第１電極又は前記第２電極の一方が、前記流路を形成する流路形成孔が設けられた導体基板からなり、
   前記導体基板の流路形成孔と連通するように、前記低誘電体層、高誘電体層及び前記第１電極又は前記第２電極の他方が設けられている請求項１記載のプラズマ発生装置。
9. 低誘電体層と、
   前記低誘電体層を挟むように設けられた第１電極及び第２電極と、
   前記第１電極及び前記低誘電体層の間に設けられた第１高誘電体層と、
   前記第２電極及び前記低誘電体層の間に設けられた第２高誘電体層とを備え、
   前記第１高誘電体層及び前記第２高誘電体層の間にプラズマを発生させるプラズマ発生装置。
10. 前記低誘電体層が、低誘電体材料からなり、一方向に延びる側面を有する平板状をなすものであり、
    前記第１高誘電体層及び前記第２高誘電体層が、前記低誘電体層の前記側面を挟んで配置されており、
    前記低誘電体層の前記側面又はその近傍にプラズマを発生させる請求項９記載のプラズマ発生装置。
11. 一方向に延伸する低誘電率材料からなる支持体を備え、
    前記第１高誘電体層が、前記支持体の延伸方向に沿った一方の対向面側に延伸方向に沿って形成されており、
    前記第２高誘電体層が、前記支持体の延伸方向に沿った他方の対向面側に延伸方向に沿って形成されており、
    前記低誘電体層が、前記第１高誘電体層における延伸方向に沿った端面及び前記第２高誘電体層における延伸方向に沿った端面の間に形成されている請求項９記載のプラズマ発生装置。
12. 前記支持体に前記第１高誘電体層、前記第２高誘電体層、前記低誘電体層、前記第１電極及び前記第２電極を設けた線状構造体を複数備えている請求項１１記載のプラズマ発生装置。
13. 前記複数の線状構造体が編み込まれている請求項１２記載のプラズマ発生装置。
14. 前記支持体に前記第１高誘電体層、前記第２高誘電体層、前記低誘電体層、前記第１電極及び前記第２電極を設けた線状構造体を備え、
    前記線状構造体が、湾曲又は屈曲させることにより所定領域に配置している請求項１１記載のプラズマ発生装置。
15. 一方向に延伸する絶縁部材と、
    前記絶縁部材の外面において延伸方向に沿って形成された低誘電体層と、
    前記低誘電体層を挟むとともに、延伸方向に沿って設けられた第１電極及び第２電極と、
    前記第１電極又は前記第２電極の少なくとも一方及び前記低誘電体層の間において、延伸方向に沿って設けられた高誘電体層とを備えるプラズマ発生装置。